|
开环控制系统与闭环控制系统方框图几例（仅供参考） 符程整理 前言：本学期我校进入了《技术与设计2》第四单元“控制与设计”内容的学习。这部分内容我感觉难度很大，虽然尽可能阅读了一些有关资料，但感觉对控制的认识还是很肤浅，特别是在绘制控制系统框图时，由于没有参考答案，心里总是没底。这时，我突然想起，刘亨金老师不是曾经在大学教授过控制吗？现成的专家就在海口！我连忙致电给刘老师，刘老师极为热情，不但利用周末对我通过电子邮件发送的的几个例子作了书面意见，而且还通过电话作了详细的指点，让我受益非浅，使我对控制的理解上了一个新的台阶。现我将这几个例子整理出来，与大家共同学习，共同分享。 1.普通机械式电饭煲简单的工作过程如下：接通电源，拨动杠杆按钮，给出做饭指令，磁钢吸合，拉住与之相连的杠杆，杠杆拨动微动开关，微动开关在杠杆的按压下接通加热回路，磁钢铝壳帽与锅底接触，开始加热。当饭熟时（不再有水的沸腾），锅底温度升高，磁钢温度达到150℃时失去磁性，在弹簧力作用下，杠杆下移，微动开关恢复常态，结束加热状态。此时电源仍是接通状态，由于双金属片温控器的作用，电饭煲进入保温状态（70度以下），这就是电饭煲接通电源后即使不按键也能得到温水的原因。但不按下杠杆按键则煮不熟饭。 由上面的工作过程可知，普通电饭煲虽然简单，但其控制过程还是比较复杂的。其工作流程为：给出“做饭”指令——进入加热状态——判断是否达到150度，没有达到，继续加热，如果达到，则进入保温状态。从这个流程知道，电饭煲的控制，从总体上说，仍是一个开环控制。因为，输入一个“做饭”指令，输出的就是“做饭”状态。如果输入的是“温水”指令，则输出的状态就是“温水”状态。即输入量和输出量是一一对应的。但是，其局部环节还有反馈。其参考方块图如下：
3.宾馆、酒店的“自动叫醒服务系统”是一个开环控制系统。 参考框图如下：
4．家用缝纫机的缝纫速度控制系统 缝纫机“转速控制系统”的控制对象应该是“缝纫机”不应该是“机针”。对缝纫机来说，还有其它控制系统，如“针距控制系统”、“倒车控制系统”等，这些系统的控制对象都是缝纫机。参考框图如下：
注：有些学生会认为这个控制系统是一个闭环控制系统，理由是人可以不断调整缝纫的转速。其实这种理解是错误的。它不是闭环的原因是：第一，它输入的转速不是恒定的，没法与输出转速进行比较。第二， “人”作为操作者，对控制系统施加控制指令的行为，不能视为“人作为某个环节参与了控制系统”。 5.走道路灯的声光控制系统 声光自动控制白炽灯开关的基本工作原理如下：白天或夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动关断，声控部分不起作用。当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通，取决于声音信号强度。当声强达到一定程度时，电路自动接通，点亮白炽灯，并开始延时，延时时间到，开关自动关断，等待下一次声音信号触发。这样，通过对环境声光信号的检测与处理，完成电路通断的自动开关控制。其声控部分的参考框图如下：
6．交通路口红绿灯自动控制（根据车流量大小改变红绿灯时间）系统 目前所用的交通路口的红绿灯控制系统一般都是按给定的时序来控制的，因此应该是开环控制系统，而不是闭环。对车流量因素的考虑，是在调查统计的基础上在设计给定时序时体现的。其参考框图如下：
7.激光制导导弹控制系统是一个十分复杂的随动控制系统，系统的给定值是目标的运动参量（速度、加速度等）和位置参量。这是一个未知的时间函数。系统还需要测量导弹的运动参量和位置参量，然后将导弹的运动参量、位置参量分别与目标的同一时刻的相应参量进行比较，得到误差值，这个误差值产生控制作用，控制导弹的状态（运动、位置）向着减小误差的方向变化。直到命中目标（误差为0）。而且这个误差也是一个时间函数。（我这里假定目标为活动目标，如果是固定目标，那就要简单一些）。其参考框图如下：
如果是固定目标，就把接收器改为给定目标位置参量，也就不需要运动参数的反馈回路了。状态操作装置就只需要方位操作装置（舵机）就行了。 |
|
|
